ASTROFÍSICA. Observan el neutrino más energético jamás detectado

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Los ingenieros se preparan para añadir un módulo KM3NeT a la red de detectores del fondo marino. Fuente: Paschal Coyle/CNRS

Aunque todavía está en construcción, el detector KM3NeT del fondo marino detectó un neutrino 20 veces más potente que cualquier otro detectado anteriormente.

13 febrero 2025.- Los astrofísicos han observado el neutrino más energético jamás visto. La partícula, que probablemente procedía de una galaxia lejana, fue detectada por el Telescopio de Neutrinos de Kilómetros Cúbicos (KM3NeT), una colección de esferas de vidrio que detectan la luz en el fondo del mar Mediterráneo, el 13 de febrero de 2023. 

Los investigadores que monitoreaban el telescopio no notaron la detección hasta principios de 2024, cuando completaron el primer análisis de sus datos. Lo revelaron como un evento potencialmente récord el año pasado en una conferencia en Milán, Italia, pero no revelaron detalles como el momento, la dirección o la energía del neutrino.

“Tuvimos que convencernos de que no se trataba de algo extraño o raro con el telescopio”, dice Paschal Coyle, físico de neutrinos de la Universidad de Aix-Marsella en Francia y portavoz de KM3NeT. El resultado se publicó el 12 de febrero en Nature 1 .

Neutrinos de alta energía

Los neutrinos son partículas eléctricamente neutras, más de un millón de veces más ligeras que un electrón. Se producen normalmente en reacciones nucleares como las que se producen en el centro del Sol, de donde emergen con energías del orden de millones de electronvoltios (10 6 eV). Pero durante más de 10 años, los investigadores han estado registrando neutrinos con energías sin precedentes de hasta varios cuatrillones de electronvoltios (10 15 eV, o 1 petaelectronvoltio), que se cree que se originan en galaxias distantes. (La partícula más energética jamás detectada, de 320.000 PeV, no fue un neutrino sino un rayo cósmico llamado la partícula Oh-My-God ).

KM3NeT está formado por una serie de detectores de luz sensibles anclados en el fondo marino a una profundidad de unos 3.500 metros frente a la costa de la isla italiana de Sicilia, así como en un segundo conjunto, más pequeño, cerca de Toulon (Francia). Estos sensores captan la luz emitida por partículas de alta energía y cargadas eléctricamente, como los muones. Los muones caen continuamente sobre la superficie de la Tierra porque se producen cuando los rayos cósmicos chocan con las moléculas del aire. Pero, ocasionalmente, un neutrino cósmico que choca contra la superficie del planeta también produce un muón.

En el evento de febrero de 2023 detectado por el observatorio de Sicilia, el equipo estimó que el muón transportaba 120 PeV de energía, basándose en la inusual cantidad de luz que producía. La trayectoria de la partícula era casi horizontal con respecto a la superficie de la Tierra y viajaba hacia el este, en dirección a Grecia.

Fuente: Ref. 1 Fuente: Aiello, S. et al. Nature 638 , 376–382 (2025).

“Los 120 PeV por sí solos son suficientes para decirte que este fue un evento monstruoso”, dice Elisa Resconi, una física de neutrinos que forma parte de IceCube, el observatorio del Polo Sur que detectó por primera vez neutrinos cósmicos en 2012.

Basándose en la alta energía de la partícula y en su trayectoria casi horizontal, el equipo concluyó que el muón probablemente no fue producido por rayos cósmicos sino por un neutrino, uno veinte veces más energético que cualquier otro observado hasta ahora. “En general, es bastante convincente”, afirma Resconi, que trabaja en la Universidad Técnica de Múnich (Alemania).

Nadie sabe con certeza de dónde provienen los neutrinos de energía ultraalta, pero las posibilidades van desde agujeros negros gigantes hasta explosiones estelares llamadas estallidos de rayos gamma. También se espera que algunos se creen en el espacio interestelar cuando partículas como los protones colisionan con el fondo cósmico de microondas, la radiación que quedó del Big Bang.

Cuando KM3NeT observó el neutrino que batió el récord, contaba con 21 cadenas de detectores. Desde entonces, el equipo ha desplegado 12 más, aumentando el número de eventos que el telescopio puede detectar y la precisión de sus datos. Hasta ahora, los investigadores cuentan con fondos suficientes para aumentar el número de cadenas a 120, y esperan llegar a un total de 230.

Referencia: The KM3NeT Collaboration. Observation of an ultra-high-energy cosmic neutrino with KM3NeT. Nature 638, 376–382 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08543-1